JP2004126533A - Method for adjusting optical axis direction of lens - Google Patents

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JP2004126533A
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optical axis
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Yasuo Fujikawa
藤川 康夫
Takahiro Oyu
大湯 孝寛
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately adjust the position of a lens arranged on the light emitting side of a semiconductor laser in an optical axis direction (Z-axis direction). <P>SOLUTION: A collimator lens 5 is aligned in the Z-axis direction as follows. A holder 6 is moved in the Z-axis direction by a tool at the edge of which a thin blade part is formed, and stopped at a place where the position of the lens 5 in the optical axis direction is optimum for the semiconductor laser 1. An adhesive 8 is applied to space between the holder 6 and a fixed base 3, and the semiconductor laser 1 is made to emit light so as to irradiate the adhesive 8 with emitted light. The adhesive is half-hardened by the action of a photosensitive agent mixed in the adhesive 8 and having sensitivity in the wavelength of emitted light, so that the holder 6 is temporarily fixed on the base 3. Then, the tool is pulled out and the adhesive is irradiated with the emitted light from the semiconductor laser 1 in a temporary adhesive state or after applying the adhesive again, whereby the holder 6 is firmly fixed on the fixed base. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子の光出射側に配置されるコリメータレンズのようなレンズの光軸方向(Z軸方向)の位置を正確に調整する構成とした、半導体発光素子の光出射側に配置されるレンズの光軸方向調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザから出射される光を平行光に変換して伝搬させる目的で、半導体レーザの光出射側にコリメータレンズが設けられる。このコリメータレンズはホルダに保持されて配置される。半導体レーザから出射される光を平行光に変換する際の平行度を向上させるために、ホルダを移動してコリメータレンズの半導体レーザに対する光軸方向(Z軸方向)の位置調整が行われる。
【0003】
図6は、従来のコリメータレンズの光軸方向調整方法の例を示す概略の平面図である。図4において、半導体レーザ(LD)10は、固定台12に取り付けられており、リード端子11を固定台12から突出させている。固定台12の内側には空間部13が形成されており、その内周にはネジ部14が設けられている。
【0004】
コリメータレンズ15は、ホルダ16の一端に固定されている。ホルダ16には、コリメータレンズ15の固定側とは反対側にネジ部17が形成されており、ネジ部17の内部には中空部18が形成されている。
【0005】
ホルダ16のネジ部17を固定台12の空間部13内に進入させて、ホルダ16のネジ部17と固定台12のネジ部14とを係合する。ホルダ16をねじ込みながら半導体レーザ10に接近させる。コリメータレンズ15が半導体レーザ(LD)10の光軸方向に対して最適の位置でホルダ14の進行を停止する。半導体レーザ(LD)10から出射した光は、ネジ部17の中空部18を通り、コリメータレンズ15に導かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
NA0.3タイプのコリメータレンズにおいては、Z軸方向の調整精度は1μm以下となることが必要である。しかしながら、前記のように、半導体レーザ(LD)10の固定台12のネジ部14と、ホルダ16のネジ部17とを係合させる場合には、両者に存在するネジ部の加工精度などの要因で、例えば4μm程度のガタツキがあるため、調整精度が悪くなるという問題があった。
【0007】
本発明は上記のような問題に鑑み、光軸方向(Z軸方向)の調整精度を向上させた、コリメータレンズのようなレンズの光軸方向調整方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズの光軸方向調整方法は、
(1)溝が設けられておりレンズを保持するホルダを半導体発光素子から離間した所定位置に配置する段階、
(2)工具の先端に形成されている薄刃部を前記溝に当接させて前記ホルダを光軸方向に移動させる段階、
(3)前記半導体発光素子に対して前記コリメータレンズの光軸方向の位置が最適位置のところで前記ホルダの移動を停止させ、工具を僅かに後進させる段階、
(4)発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤を、前記ホルダと前記半導体発光素子の固定手段との間に塗布する段階、
(5)前記半導体発光素子を発光させて前記接着剤に出射光を照射し、前記接着剤を仮接着させて前記ホルダを前記固定手段に仮止めする段階、
(6)前記工具を前記溝から引き抜く段階、
(7)前記接着剤を本接着させ、前記ホルダを前記固定手段に強固に固定する段階、
からなることを特徴とする。このため、従来のような部品の加工精度に起因する誤差が発生することなく、レンズを精度良く半導体発光素子に対して光軸方向の位置調整を行うことができる。また、レンズを保持するホルダを固定手段に仮接着させる際に、外部の光源を用いることなく、固定手段に固定されて種々の光学装置として使用される装置内蔵の半導体発光素子の出射光を利用できるので経費を節約し、半導体発光素子の使用効率が向上する上に簡単な構成で迅速にレンズの位置調整を行うことができる。なお、上記(3)の段階は、(4)の段階の後、または(5)の段階の後に行っても良い。
【0009】
本発明の請求項2に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤の本接着は、
(8)前記接着剤又は前記接着剤とは種類の異なる接着剤を前記ホルダと前記固定手段との間に再度塗布する段階、
(9)当該接着剤を光硬化させて行う段階とを含むことを特徴とする。このため、前記仮接着を行うと共に、発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤の特性を利用して光硬化による本接着も行うので、効率良くレンズの位置調整を行うことができる。
【0010】
本発明の請求項3に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤の仮接着は、当該接着剤を光硬化させて行うことを特徴とする。このように、仮接着においても発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤の特性を利用して光硬化による接着を行う。このため、仮接着の段階で効率良くレンズの位置調整を行うことができる。
【0011】
本発明の請求項4に記載のレンズの光軸方向調整方法は、当該接着剤を光硬化させる時間は、仮接着よりも本接着の方を長く設定したことを特徴とする。このように、本接着で光硬化させる時間を長く設定しているので、十分な強度でホルダを固定手段に固定することができる。
【0012】
本発明の請求項5に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤の光硬化は、前記半導体発光素子の出射光を前記接着剤に照射して行うことを特徴とする。このため、半導体発光素子の出射光を接着剤の仮接着と共に本接着にも使用するので、装置内蔵の半導体発光素子の使用効率を更に向上させることができる。
【0013】
本発明の請求項6に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記半導体発光素子の出射光はパルス発振による出射光であることを特徴とする。このように、パルス発振による出射光を接着剤に照射して、ホルダを固定手段に仮接着や本接着する構成としているので、レンズを精度よく位置調整することができる。
【0014】
本発明の請求項7に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤の光硬化は、前記半導体発光素子とは異なる他の光源の出射光を前記接着剤に照射して行うことを特徴とする。このため、十分な光量で接着剤に照射して感光剤を作用させ、強固に本接着を行うことができる。
【0015】
本発明の請求項8に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤の本接着は、前記仮接着させた接着剤を熱硬化させて行うことを特徴とする。このため、高温槽などを用いて接着剤を熱硬化させ、ホルダを固定手段に本接着させることができる。
【0016】
本発明の請求項9に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記接着剤を本接着したときの硬化度は、接着剤を仮接着したときの硬化度よりも大きくしたことを特徴とする。仮接着の段階では本接着の段階で微調整が必要となるので、接着剤の硬化度を小さくしており、合理的なレンズの光軸方向位置調整を行うことができる。
【0017】
本発明の請求項10に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記半導体発光素子は発光層に次の、
InAlGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y<1)、を用いた窒化物系半導体発光素子であることを特徴とする。このため、所定の波長、例えば400nm付近の発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤を適用して、ホルダを固定台に確実に固定し、レンズの位置ずれを防止することができる。
【0018】
本発明の請求項11に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記レンズの載置板に断面視V字状の溝を設け、当該溝に沿ってレンズを移動させることを特徴とする。このため、ホルダはX軸およびY軸方向には移動せず、レンズのZ軸方向の位置調整を安定して行うことができる。
【0019】
本発明の請求項12に記載のレンズの光軸方向調整方法は、前記レンズをコリメータレンズとしたことを特徴とする。このように、コリメータレンズの光軸方向調整を行うので、半導体発光素子から出射される光を精度良く平行光に変換して伝搬させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下図に基づいて本発明の実施形態について説明する。本発明の基本的な構成においては、先端に薄刃部が形成されている工具でホルダをZ軸方向に移動させ、半導体発光素子に対してコリメータレンズの光軸方向の位置が最適のところでホルダを停止させる。次に、ホルダと半導体発光素子の固定手段との間に接着剤を塗布し、半導体発光素子を発光させて接着剤に出射光を照射する。続いて、接着剤に混入させた発光波長に感度を有する感光剤の作用で接着剤を仮接着させ、ホルダを固定手段に仮止めする。最後に工具を引き抜き、再度接着剤を塗布して熱硬化させホルダを強固に固定台に固定するものである。
【0021】
図1は、本発明の構成例を示す概略の平面図、図2は工具とホルダとの関係を示す説明図である。図1において、半導体レーザ(LD)1は、、リード端子2を突出させて固定台3に取り付けられている。固定台3は、断面視略逆コ字状に形成されている。中央付近に溝7を形成したホルダ6の一端にコリメータレンズ5を支持する。固定台3に取り付けた半導体レーザ1を発光させて、種々の光学装置として使用することができる。
【0022】
ホルダ6には、半導体レーザ1からの出射光を通過させる開口部6aが形成されている。ホルダ6を固定台3の内部に形成されている空間部4内で図示を省略した載置台の上に配置する。載置台は平面状に形成されている。次に、後述するようにしてホルダ6を光軸方向(Z軸方向)に移動する。半導体レーザ1に対して最適の位置でホルダ6を停止させる。
【0023】
ホルダ6の半導体レーザ1に対する最適の位置は、コリメータレンズ5の焦点に半導体レーザ1が位置する場合である。このときに、コリメータレンズ5は半導体レーザ1の光を精度良く平行光線Rに変換する。コリメータレンズ5の半導体レーザ1に対する最適位置は、半導体レーザ1を発光させ、モニタで観察することにより決定することができる。
【0024】
ホルダ6を停止させた位置で、ホルダ6の外周6xと固定台3の一方内壁3a間に接着剤8を塗布する。この接着剤8には、半導体レーザ1の発光波長に感度を有する感光剤が混入されている。この感光剤には、例えば400nm程度の波長に感度を有する材料が含まれている。
【0025】
半導体レーザ1として、例えば、発光層にInGaNを用いて青紫色を発光する窒化物系半導体レーザが使用される。この半導体レーザ1の発光波長は、例えば405nmである。半導体レーザ1を発光させると、出射光の一部が接着剤8を照射し、前記感光剤に光が作用して接着剤8を仮接着させる。このため、コリメータレンズ5は光軸方向位置が調整された状態で、固定台3に接着剤8により仮止めされる。
【0026】
このように、本発明においては、発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤8の仮接着に外部光源を使用する必要がない。種々の光学装置として使用される装置内蔵の半導体レーザ1を接着剤8の仮接着手段としても使用している。このため、半導体レーザ1の使用効率が向上する上に安価で簡単な構成であり、外部光源の設置場所にホルダ6を移動して、接着剤8の位置と外部光源の位置との位置合わせなどを行う処理が不要となるので、処理時間も短縮できる。
【0027】
なお、前記接着剤8は、硬化時に収縮が少ない材料を使用する。これは、硬化時に収縮が大きい接着剤を使用すると、接着剤の硬化時にホルダが移動してコリメータレンズの位置調整を精度良く行えない、という理由によるものである。また、前記接着剤8に大きな光パワーを短時間、例えば1秒程度照射して硬化させると、接着剤に収縮が生じてホルダが移動しコリメータレンズの位置調整を精度良く行えない。このため、光学装置内の光源である半導体レーザの漏れ光である微弱光を用いて、5〜10秒程度の長い時間をかけて接着剤8に照射しを硬化させている。
【0028】
図2は、ホルダ6をZ軸方向に移動させる際に使用する工具の説明図である。図2において、工具20には把手21とロッド22が設けられている。ロッド22の先端には、薄刃部23が形成されており、工具20は全体としてマイナスドライバ状の形状としている。
【0029】
ホルダ6に形成されている溝7の幅方向の寸法Taは、2mm程度である。また、工具20の先端に形成されている薄刃部23の厚さ方向の寸法Tbは、例えば0.5mm程度である。作業者は、薄刃部23を溝7に押し当ててホルダ6をZ軸方向に移動する。この際の移動ピッチは、±0.5μm程度の分解能が得られる。
【0030】
前記のように、ホルダ6に形成されている溝7の寸法Taを、工具20の先端に形成されている薄刃部23の厚さ方向の寸法Tbの4倍程度に大きくしている。これは、次のような理由による。すなわち、工具20によるホルダ6の移動ピッチが±0.5μm程度と極めて小さいので、両者の寸法をTaがTbよりも僅かに大きい程度に選定すると、ホルダ6をZ軸方向の最適位置に調整して、工具20の薄刃部23を溝7から引き抜く際に、薄刃部23の上方への移動でホルダ6に力が伝達されてホルダ6も移動してしまうからである。
【0031】
次に、本発明によるコリメータレンズの軸心方向調整方法の一例について説明する。
【0032】
ホルダ6を載置板上で半導体レーザ1から所定距離離間した位置に配置する。この位置は、予め、最適位置に近い位置をマーキングなどで載置板に示しておいても良い。次に、ホルダ6の溝7に工具20の薄刃部23を当接させ、工具20の把手21を持ってホルダ6をZ軸方向に移動する。
【0033】
半導体レーザ1を発光させ、モニタを観察しながらコリメータレンズ5の焦点に半導体レーザ1が位置するようにホルダ6の位置を調整する。コリメータレンズ5が半導体レーザ1に対して最適位置であることを確認したら、僅かに、例えば1ピッチ分の0.5μm程度工具20を後進させる。
【0034】
このように、ホルダ6の最適位置で僅かに工具20を後進させる理由は、次の通りである。工具20の薄刃部23は、ホルダ6の溝7の進行方向前側の側壁に当接させてホルダ6を前進させている。コリメータレンズ5が半導体レーザ1に対して最適位置に到達するとホルダ6を停止させる。この際に、工具20の薄刃部23を前記ホルダ6の溝7の進行方向前側の側壁に当接させた状態で工具20を抜き出すと、溝7の側壁と薄刃部23との間で摩擦が生じてホルダ6が移動してしまう。工具20を後進させることにより前記摩擦が発生せず、ホルダ6の移動を防止することができる。
【0035】
ホルダ6を最適位置で停止させ工具20を後進させたら、ホルダ6の外周と固定台3の一方内壁3a間に適量の接着剤8を塗布する。次に、半導体レーザ1を発光させる。接着剤8に半導体レーザ1の出射光の一部である漏れ光を5〜10秒程度照射して、接着剤8に混入されている感光剤に光を作用させる。そのまましばらく放置して接着剤8を仮接着させホルダ6を固定台3に仮止めする。
【0036】
その後、工具20をホルダ6の溝7から引き抜く。溝7の幅方向の寸法は工具20の先端に形成されている薄刃部の厚みよりも十分に大きく、しかもホルダ6は固定台3に仮止めされているので、工具20を溝7から引き抜いてもホルダ6が最適位置から移動することはない。
【0037】
次に、ホルダ6を接着剤8で仮接着させて固定台3に仮止めしている状態で、装置全体を高温槽内に配置し、接着剤8で熱硬化させて本接着を行う。ホルダ6は固定台3に仮止めされているので、本接着処理の際に固定台3を移動してもホルダ3は移動せず、したがってコリメータレンズ5のZ方向の調整位置がずれることはない。
【0038】
また、ホルダ6の本接着には、次のような方法を採用することができる。すなわち、再度ホルダ6の外周と固定台3の一方内壁3a間に適量の接着剤8を塗布する。この接着剤は、前記仮接着に用いたと同種類の接着剤又は前記接着剤とは種類の異なる接着剤を用いることができる。続いて、半導体レーザ1を発光させ接着剤8に出射光を10秒程度照射する。このように、接着剤を再度塗布して半導体レーザ1の出射光を照射することにより、接着剤8を光硬化させホルダ6を固定台3に強固に本接着して固定することができる。この場合には、半導体発光素子の出射光を接着剤の仮接着と共に本接着にも使用するので、装置内蔵の半導体発光素子の使用効率を更に向上させることができる。
【0039】
なお、接着剤8の光硬化による前記本接着処理は、半導体レーザ1の出射光を使用する他に、紫外線照射装置などの外部の光源の出射光を利用することもできる。この場合には十分な光量で接着剤に照射して感光剤を作用させ、強固に本接着を行うことができる。
【0040】
本発明においては、上記のようなZ軸方向の位置調整を行うことにより、コリメータレンズ5を半導体レーザ1に対しておよそ1μm程度の精度で光軸方向の位置調整をして設置することができる。
【0041】
図3は、本発明の他の実施形態に係る構成を示す概略の説明図である。この図は、図1のように配置されたホルダ6を半導体レーザ1側からみた側面視を示している。
【0042】
図3の例では、載置台25に断面視V字状の溝24を形成する。このV字状溝24にホルダ6を載置する。このようなV字状溝24に沿ってホルダ6をZ軸方向に移動させるので、ホルダ6はX軸方向(図1に示す固定台3の内壁3a側の方向)、およびY軸方向(紙面に垂直な方向)には移動せず、コリメータレンズ5のZ軸方向の位置調整を安定して行うことができる。
【0043】
なお、図示を省略しているが、コリメータレンズ6のX軸方向の位置調整は、例えば、バネ部材のバネ力をホルダ6に作用させることにより実現できる。
【0044】
図1において、半導体レーザ2を固定する固定台3を断面視逆コ字状に形成し、その内壁3aとホルダ6の外周6x間に接着剤8を塗布している。本発明においては、半導体レーザ2の固定手段の形状は図1の形状には限定されず、種々の形状のものを用いることができる。
【0045】
上記説明では、コリメータレンズの仮接着に半導体レーザの出射光を利用している。本発明においては、半導体レーザに限定されず、発光ダイオード(LED)のような半導体発光素子の出射光を利用してコリメータレンズの仮接着を行うこともできる。
【0046】
また、本発明の半導体発光素子は、発光層に次の、
InAlGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y<1)、を用いた窒化物系半導体発光素子を適用することができる。
【0047】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図4は、半導体レーザ1の出射光の波形例を示す特性図である。この例においては、半導体レーザ1をパルス発振させて、オンオフのパルス波形の出射光を形成する。このように、パルス発振による出射光を接着剤に照射して、ホルダを固定手段に仮接着や本接着する構成としているので、レンズを精度よく位置調整することができる。
【0048】
本発明において、接着剤の材料と、接着剤を光硬化させるために照射する光の波長の組合せとして、本接着では仮接着と異なる材料の接着剤を用いると共に、仮接着とは異なる波長の光で接着剤を光硬化させる構成とすることができる。例えば、仮接着を半導体発光素子の可視光で、また、本接着を紫外光で行う。この際に、紫外光で硬化する接着剤は、硬化波長帯が350〜380nmに、また、可視光で硬化する接着剤は、硬化波長帯が380〜800nmに設定される。
【0049】
図5は、接着剤を光硬化させるために照射する光の波長の例を示す特性図である。(a)は光強度特性、(b)は(a)の特性を部分的に拡大した図である。(a)の波形Iは、半導体レーザに発振閾値以下のレーザ光を出力するような電力を投入し、LED光を出射させた際の波形である。レーザ光の波長は、400nmである。
【0050】
この際に、LED光は(b)に拡大して示すように、広がりを持った光強度分布を示すので、380nm以下に弱い光強度を有する。本発明の実施形態においては、最初にある接着剤aを前記ホルダと固定手段との間に塗布する。次に、前記半導体レーザに対して発振閾値以下の電力を投入し、LED光を出射させる。この光を用いて、ホルダと固定手段を仮接着する。位置調整後、紫外光照射装置で365nmを照射し、本接着する。この場合には、仮接着する接着剤aをそのまま本接着する。この接着剤aは、紫外光で硬化するものである。
【0051】
図5のような光強度特性を用いる他の実施形態について説明する。最初に可視光で硬化する接着剤bを前記ホルダと固定手段との間に塗布する。次に、前記半導体レーザに対して発振閾値以下の電力を投入し、LED光を出射させる。この光を用いて、ホルダと固定手段を仮接着する。位置調整後、接着剤bと異なる位置に前記紫外光で硬化する接着剤aを塗布する。そして半導体レーザに対して発振閾値以上の電力を投入し、レーザ光を出射させて接着剤aにより本接着する。この実施形態においては、本接着は、370nm程度の紫外光を出射する半導体レーザが使用される。このように、光硬化に外部光を使用しない構成とした場合には、外部から光が届かない所で接着できるという利点がある。例えば、図3で説明したV溝に接着剤を塗布してホルダと固定手段とを固定することができる。
【0052】
本発明の他の実施形態においては、接着剤を光硬化させる時間は、仮接着よりも本接着の方を長く設定する。例えば、仮接着の光硬化時間を5秒間、本接着の光硬化時間を10秒間とする。このように、本接着で光硬化させる時間を仮接着の時間よりも長く設定しているので、十分な強度でホルダを固定手段に固定することができる。
【0053】
本発明の実施形態においては、仮接着用に設けた接着剤の個所に本接着用の波長の光を照射することが効率よく最も好ましい。この場合には、仮接着用の波長より本接着用の波長に対して硬化度の高い接着剤を用いる。しかしながら、本発明の実施形態においては、仮接着用に設けた接着剤の個所と別の個所に同じ接着剤を設けて、本接着用の波長の光を照射する構成とすることもできる。
【0054】
このように、本発明の実施形態においては、(1)接着剤の材料は、紫外光で硬化する材料、可視光で硬化する材料、熱硬化する材料のいずれか(2)接着剤を硬化させる手段は、半導体発光素子(レーザ光)、レーザ光とは波長が異なる外部光、熱硬化のいずれか(3)接着剤を塗布する位置は、仮接着と本接着で同一か異なるか(4)接着剤を硬化させるための光の照射時間は、仮接着と本接着で長短があるか、の各選択肢を仮接着と本接着で適宜選択することにより、最適の位置調整を行うことができる。この際に、各選択肢すべてを包括できる概念としては、「仮接着と本接着を比べたとき、本接着による硬化の方が、硬化度が高い」ことになる。
【0055】
以上の説明では、レンズとしてはコリメータレンズを対象にしている。しかしながら、本発明で適用されるレンズはコリメータレンズには限定されない。例えば、集光レンズやシリンドリカルレンズも含めることができる。すなわち、本発明は、これらのレンズを1つのグループとする場合を総称して、「平行・集光を含めたレーザ光を成形するためのレンズ」を対象とするものである。
【0056】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、従来のような部品の加工精度に起因する誤差が発生することなく、レンズを精度良く半導体発光素子に対して光軸方向の位置調整を行うことができる。また、レンズを保持するホルダを固定台に仮接着させる際に、外部の光源を用いることなく、固定台に固定されて種々の光学装置として使用される装置内蔵の半導体発光素子の出射光を利用できるので、経費を節約し、半導体発光素子の使用効率が向上する上に簡単な構成でレンズの位置調整を行うことができる。更に、処理時間も短縮することができる。なお、半導体発光素子として、発光層に、InAlGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y<1)、を用いた窒化物系半導体発光素子を使用するので、その発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤を適用して、ホルダを固定台に仮接着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る構成の概略の平面図である。
【図2】ホルダと工具との関係を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施形態に係る構成を示す概略の説明図である。
【図4】パルス波形を示す特性図である。
【図5】光強度特性を示す特性図である。
【図6】従来のコリメータレンズの光軸方向調整方法の例を示す概略の平面図である。
【符号の説明】
1・・・半導体レーザ
2・・・リード端子
3・・・固定台
3a・・・内壁
4・・・空間部
5・・・コリメータレンズ
6・・・ホルダ
6a・・・中空部
7・・・溝
8・・・接着剤
10・・・半導体レーザ
11・・・リード端子
12・・・固定枠
13・・・開口部
14・・・ネジ部
15・・・コリメータレンズ
16・・・ホルダ
17・・・ネジ部
18・・・中空部
20・・・工具
21・・・把手
22・・・ロッド
23・・・薄刃部
24・・・V字状溝
25・・・載置板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a configuration in which the position of a lens such as a collimator lens disposed on the light emitting side of a semiconductor light emitting element in the optical axis direction (Z-axis direction) is accurately adjusted. The present invention relates to a method of adjusting the direction of the optical axis of a lens to be performed.
[0002]
[Prior art]
A collimator lens is provided on the light emission side of the semiconductor laser for the purpose of converting light emitted from the semiconductor laser to parallel light and transmitting the light. This collimator lens is arranged while being held by a holder. In order to improve the parallelism when converting the light emitted from the semiconductor laser into parallel light, the position of the collimator lens in the optical axis direction (Z-axis direction) with respect to the semiconductor laser is adjusted by moving the holder.
[0003]
FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of a conventional method of adjusting the optical axis direction of a collimator lens. In FIG. 4, a semiconductor laser (LD) 10 is attached to a fixed base 12, and has lead terminals 11 protruding from the fixed base 12. A space 13 is formed inside the fixed base 12, and a screw portion 14 is provided on an inner periphery thereof.
[0004]
The collimator lens 15 is fixed to one end of the holder 16. The holder 16 has a screw portion 17 formed on the side opposite to the fixed side of the collimator lens 15, and a hollow portion 18 is formed inside the screw portion 17.
[0005]
The screw portion 17 of the holder 16 enters the space 13 of the fixing base 12, and the screw portion 17 of the holder 16 and the screw portion 14 of the fixing base 12 are engaged. The holder 16 is approached to the semiconductor laser 10 while being screwed. The collimator lens 15 stops the advance of the holder 14 at an optimum position in the optical axis direction of the semiconductor laser (LD) 10. Light emitted from the semiconductor laser (LD) 10 passes through the hollow portion 18 of the screw portion 17 and is guided to the collimator lens 15.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the NA0.3 type collimator lens, the adjustment accuracy in the Z-axis direction needs to be 1 μm or less. However, as described above, when the screw portion 14 of the fixing base 12 of the semiconductor laser (LD) 10 is engaged with the screw portion 17 of the holder 16, factors such as the processing accuracy of the screw portions existing in the both are required. However, there is a problem that the adjustment accuracy is deteriorated due to rattling of, for example, about 4 μm.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method of adjusting the direction of the optical axis of a lens such as a collimator lens in which the adjustment accuracy in the optical axis direction (Z-axis direction) is improved.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of adjusting the optical axis direction of a lens according to the present invention includes:
(1) arranging a holder provided with a groove and holding a lens at a predetermined position separated from the semiconductor light emitting element;
(2) moving the holder in the optical axis direction by bringing a thin blade portion formed at the tip of the tool into contact with the groove;
(3) stopping the movement of the holder when the position of the collimator lens in the optical axis direction with respect to the semiconductor light emitting element is an optimum position, and slightly moving the tool backward;
(4) applying an adhesive mixed with a photosensitive agent sensitive to an emission wavelength between the holder and the fixing means of the semiconductor light emitting element;
(5) causing the semiconductor light emitting element to emit light, irradiating the adhesive with outgoing light, temporarily bonding the adhesive, and temporarily fixing the holder to the fixing means;
(6) extracting the tool from the groove;
(7) permanently bonding the adhesive and firmly fixing the holder to the fixing means;
It is characterized by comprising. For this reason, it is possible to accurately adjust the position of the lens in the optical axis direction with respect to the semiconductor light emitting element without generating an error due to the processing accuracy of the component as in the related art. Also, when the holder holding the lens is temporarily bonded to the fixing means, the light emitted from the semiconductor light emitting element built in the device which is fixed to the fixing means and used as various optical devices without using an external light source is used. As a result, the cost can be saved, the use efficiency of the semiconductor light emitting element can be improved, and the position of the lens can be quickly adjusted with a simple configuration. The step (3) may be performed after the step (4) or after the step (5).
[0009]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 2 of the present invention is characterized in that:
(8) reapplying the adhesive or an adhesive different from the adhesive between the holder and the fixing means;
(9) performing the step of photo-curing the adhesive. For this reason, since the temporary bonding is performed and the actual bonding is performed by photo-curing utilizing the characteristics of the adhesive mixed with a photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength, the position of the lens can be adjusted efficiently.
[0010]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to a third aspect of the present invention is characterized in that the temporary bonding of the adhesive is performed by photo-curing the adhesive. As described above, even in the temporary bonding, the bonding by photo-curing is performed utilizing the characteristics of the adhesive mixed with the photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength. For this reason, the position of the lens can be adjusted efficiently at the stage of temporary bonding.
[0011]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the time for photo-curing the adhesive is set to be longer for the permanent bonding than for the temporary bonding. As described above, since the time for photo-curing by permanent bonding is set to be long, the holder can be fixed to the fixing means with sufficient strength.
[0012]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 5 of the present invention is characterized in that the curing of the adhesive is performed by irradiating the adhesive with light emitted from the semiconductor light emitting element. For this reason, the emitted light of the semiconductor light emitting element is used not only for temporary bonding of the adhesive but also for actual bonding, so that the use efficiency of the semiconductor light emitting element built in the device can be further improved.
[0013]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 6 of the present invention is characterized in that the outgoing light of the semiconductor light emitting element is outgoing light by pulse oscillation. As described above, since the light emitted by the pulse oscillation is irradiated onto the adhesive and the holder is temporarily or permanently bonded to the fixing means, the position of the lens can be accurately adjusted.
[0014]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 7 of the present invention is such that the light curing of the adhesive is performed by irradiating the adhesive with light emitted from another light source different from the semiconductor light emitting element. Features. For this reason, it is possible to irradiate the adhesive with a sufficient amount of light to cause the photosensitive agent to act, and to firmly perform the actual bonding.
[0015]
The method of adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 8 of the present invention is characterized in that the actual bonding of the adhesive is performed by thermally curing the temporarily bonded adhesive. For this reason, the adhesive can be thermoset using a high-temperature bath or the like, and the holder can be permanently bonded to the fixing means.
[0016]
The method of adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 9 of the present invention is characterized in that the degree of curing when the adhesive is fully bonded is larger than the degree of curing when the adhesive is temporarily bonded. . At the stage of temporary bonding, fine adjustment is required at the stage of final bonding. Therefore, the degree of curing of the adhesive is reduced, and rational position adjustment of the lens in the optical axis direction can be performed.
[0017]
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 10 of the present invention, wherein the semiconductor light emitting element is disposed next to a light emitting layer,
Wherein the In x Al y Ga 1-x -y N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y <1), a nitride-based semiconductor light-emitting device using. Therefore, by applying an adhesive mixed with a photosensitive agent having sensitivity to a predetermined wavelength, for example, an emission wavelength near 400 nm, the holder can be securely fixed to the fixing base, and the lens can be prevented from being displaced.
[0018]
A method for adjusting the optical axis direction of a lens according to an eleventh aspect of the present invention is characterized in that a groove having a V-shaped cross section is provided on a mounting plate of the lens, and the lens is moved along the groove. For this reason, the holder does not move in the X-axis and Y-axis directions, and the position of the lens in the Z-axis direction can be stably adjusted.
[0019]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for adjusting the optical axis direction of a lens, the lens is a collimator lens. As described above, since the optical axis direction of the collimator lens is adjusted, light emitted from the semiconductor light emitting element can be converted into parallel light with high accuracy and propagated.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the basic configuration of the present invention, the holder is moved in the Z-axis direction with a tool having a thin blade portion formed at the tip, and the holder is positioned where the position of the collimator lens in the optical axis direction with respect to the semiconductor light emitting element is optimal. Stop. Next, an adhesive is applied between the holder and the fixing means of the semiconductor light emitting element, and the semiconductor light emitting element is caused to emit light and the adhesive is irradiated with outgoing light. Subsequently, the adhesive is temporarily bonded by the action of a photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength mixed into the adhesive, and the holder is temporarily fixed to the fixing means. Finally, the tool is pulled out, an adhesive is applied again, and heat curing is performed to firmly fix the holder to the fixing table.
[0021]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a tool and a holder. In FIG. 1, a semiconductor laser (LD) 1 is attached to a fixed base 3 with a lead terminal 2 protruding. The fixing base 3 is formed in a substantially inverted U shape in cross section. A collimator lens 5 is supported at one end of a holder 6 having a groove 7 formed near the center. The semiconductor laser 1 attached to the fixed base 3 emits light, and can be used as various optical devices.
[0022]
The holder 6 has an opening 6 a through which light emitted from the semiconductor laser 1 passes. The holder 6 is arranged on a mounting table (not shown) in the space 4 formed inside the fixing table 3. The mounting table is formed in a planar shape. Next, the holder 6 is moved in the optical axis direction (Z-axis direction) as described later. The holder 6 is stopped at an optimum position with respect to the semiconductor laser 1.
[0023]
The optimum position of the holder 6 with respect to the semiconductor laser 1 is when the semiconductor laser 1 is located at the focal point of the collimator lens 5. At this time, the collimator lens 5 converts the light of the semiconductor laser 1 into a parallel ray R with high accuracy. The optimum position of the collimator lens 5 with respect to the semiconductor laser 1 can be determined by causing the semiconductor laser 1 to emit light and observing it on a monitor.
[0024]
At the position where the holder 6 is stopped, the adhesive 8 is applied between the outer periphery 6x of the holder 6 and one inner wall 3a of the fixing base 3. A photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength of the semiconductor laser 1 is mixed in the adhesive 8. This photosensitive agent contains, for example, a material having sensitivity to a wavelength of about 400 nm.
[0025]
As the semiconductor laser 1, for example, a nitride-based semiconductor laser that emits blue-violet light using InGaN for a light emitting layer is used. The emission wavelength of the semiconductor laser 1 is, for example, 405 nm. When the semiconductor laser 1 emits light, a part of the emitted light irradiates the adhesive 8, and the light acts on the photosensitive agent to temporarily adhere the adhesive 8. For this reason, the collimator lens 5 is temporarily fixed to the fixed base 3 with the adhesive 8 in a state where the position in the optical axis direction is adjusted.
[0026]
Thus, in the present invention, it is not necessary to use an external light source for the temporary bonding of the adhesive 8 mixed with a photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength. The semiconductor laser 1 built in the device used as various optical devices is also used as a temporary bonding means for the adhesive 8. For this reason, the use efficiency of the semiconductor laser 1 is improved and the configuration is inexpensive and simple. The holder 6 is moved to the installation location of the external light source, and the position of the adhesive 8 and the position of the external light source are aligned. Is unnecessary, so that the processing time can be shortened.
[0027]
The adhesive 8 is made of a material that hardly shrinks during curing. This is because the use of an adhesive having a large shrinkage at the time of hardening causes the holder to move at the time of hardening of the adhesive, so that the position of the collimator lens cannot be adjusted accurately. If the adhesive 8 is irradiated with a large optical power for a short time, for example, about 1 second, and hardened, the adhesive shrinks, the holder moves, and the position of the collimator lens cannot be adjusted accurately. For this reason, the adhesive 8 is irradiated with the weak light that is the leakage light of the semiconductor laser, which is the light source in the optical device, for a long time of about 5 to 10 seconds to cure the adhesive 8.
[0028]
FIG. 2 is an explanatory diagram of a tool used to move the holder 6 in the Z-axis direction. In FIG. 2, a tool 20 is provided with a handle 21 and a rod 22. A thin blade portion 23 is formed at the tip of the rod 22, and the tool 20 has a minus driver shape as a whole.
[0029]
The width direction dimension Ta of the groove 7 formed in the holder 6 is about 2 mm. The thickness Tb of the thin blade portion 23 formed at the tip of the tool 20 in the thickness direction is, for example, about 0.5 mm. The operator presses the thin blade portion 23 against the groove 7 to move the holder 6 in the Z-axis direction. At this time, the moving pitch has a resolution of about ± 0.5 μm.
[0030]
As described above, the dimension Ta of the groove 7 formed in the holder 6 is increased to about four times the dimension Tb in the thickness direction of the thin blade portion 23 formed at the tip of the tool 20. This is for the following reasons. That is, since the moving pitch of the holder 6 by the tool 20 is extremely small, about ± 0.5 μm, if the dimensions of both are selected so that Ta is slightly larger than Tb, the holder 6 is adjusted to the optimum position in the Z-axis direction. Thus, when the thin blade portion 23 of the tool 20 is pulled out from the groove 7, the force is transmitted to the holder 6 by the upward movement of the thin blade portion 23, and the holder 6 also moves.
[0031]
Next, an example of the method of adjusting the axial direction of the collimator lens according to the present invention will be described.
[0032]
The holder 6 is arranged on the mounting plate at a position separated from the semiconductor laser 1 by a predetermined distance. For this position, a position close to the optimum position may be indicated in advance on the mounting plate by marking or the like. Next, the thin blade portion 23 of the tool 20 is brought into contact with the groove 7 of the holder 6, and the holder 6 is moved in the Z-axis direction while holding the handle 21 of the tool 20.
[0033]
The position of the holder 6 is adjusted so that the semiconductor laser 1 emits light and the semiconductor laser 1 is positioned at the focal point of the collimator lens 5 while observing the monitor. After confirming that the collimator lens 5 is at the optimum position with respect to the semiconductor laser 1, the tool 20 is moved backward slightly, for example, by about 0.5 μm for one pitch.
[0034]
The reason why the tool 20 is slightly moved backward at the optimum position of the holder 6 as described above is as follows. The thin blade portion 23 of the tool 20 is brought into contact with a side wall on the front side in the traveling direction of the groove 7 of the holder 6 to advance the holder 6. When the collimator lens 5 reaches the optimum position with respect to the semiconductor laser 1, the holder 6 is stopped. At this time, when the tool 20 is extracted in a state where the thin blade portion 23 of the tool 20 is in contact with the front wall of the holder 6 in the traveling direction of the groove 7, friction between the side wall of the groove 7 and the thin blade portion 23 is reduced. This causes the holder 6 to move. By moving the tool 20 backward, the friction does not occur, and the movement of the holder 6 can be prevented.
[0035]
When the holder 6 is stopped at the optimum position and the tool 20 is moved backward, an appropriate amount of the adhesive 8 is applied between the outer periphery of the holder 6 and one inner wall 3a of the fixed base 3. Next, the semiconductor laser 1 emits light. The adhesive 8 is irradiated with leakage light, which is a part of the light emitted from the semiconductor laser 1, for about 5 to 10 seconds to cause light to act on the photosensitive agent mixed in the adhesive 8. The adhesive 8 is temporarily adhered by being left as it is for a while, and the holder 6 is temporarily fixed to the fixing base 3.
[0036]
After that, the tool 20 is pulled out of the groove 7 of the holder 6. The width of the groove 7 is sufficiently larger than the thickness of the thin blade portion formed at the tip of the tool 20, and the holder 6 is temporarily fixed to the fixed base 3, so that the tool 20 is pulled out from the groove 7. Also, the holder 6 does not move from the optimum position.
[0037]
Next, in a state where the holder 6 is temporarily bonded with the adhesive 8 and temporarily fixed to the fixing table 3, the entire apparatus is placed in a high-temperature bath, and is thermally cured with the adhesive 8 to perform the actual bonding. Since the holder 6 is temporarily fixed to the fixed base 3, the holder 3 does not move even if the fixed base 3 is moved during the actual bonding process, and therefore, the adjustment position of the collimator lens 5 in the Z direction does not shift. .
[0038]
In addition, the following method can be adopted for the permanent bonding of the holder 6. That is, an appropriate amount of the adhesive 8 is applied again between the outer periphery of the holder 6 and one inner wall 3a of the fixing base 3. As this adhesive, an adhesive of the same type as used for the temporary bonding or an adhesive of a different type from the adhesive can be used. Subsequently, the semiconductor laser 1 is caused to emit light, and the emitted light is applied to the adhesive 8 for about 10 seconds. In this manner, by applying the adhesive again and irradiating the emitted light of the semiconductor laser 1, the adhesive 8 is light-cured, and the holder 6 can be firmly permanently bonded to the fixing base 3 and fixed. In this case, since the emitted light of the semiconductor light emitting element is used for the temporary bonding together with the temporary bonding of the adhesive, the use efficiency of the semiconductor light emitting element built in the device can be further improved.
[0039]
The main bonding process by photo-curing of the adhesive 8 can use not only the emitted light of the semiconductor laser 1 but also the emitted light of an external light source such as an ultraviolet irradiation device. In this case, it is possible to irradiate the adhesive with a sufficient amount of light to cause the photosensitive agent to act, and to perform the actual bonding firmly.
[0040]
In the present invention, by performing the above-described position adjustment in the Z-axis direction, the collimator lens 5 can be installed in the optical axis direction with an accuracy of about 1 μm with respect to the semiconductor laser 1. .
[0041]
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a configuration according to another embodiment of the present invention. This figure shows a side view of the holder 6 arranged as shown in FIG. 1 when viewed from the semiconductor laser 1 side.
[0042]
In the example of FIG. 3, a groove 24 having a V-shaped cross section is formed in the mounting table 25. The holder 6 is placed in the V-shaped groove 24. Since the holder 6 is moved in the Z-axis direction along such a V-shaped groove 24, the holder 6 is moved in the X-axis direction (the direction on the inner wall 3a side of the fixing base 3 shown in FIG. 1) and the Y-axis direction (the paper surface). (In the direction perpendicular to the axis), the position of the collimator lens 5 in the Z-axis direction can be stably adjusted.
[0043]
Although not shown, the position of the collimator lens 6 in the X-axis direction can be adjusted, for example, by applying a spring force of a spring member to the holder 6.
[0044]
In FIG. 1, a fixing base 3 for fixing a semiconductor laser 2 is formed in an inverted U-shape in cross section, and an adhesive 8 is applied between an inner wall 3a thereof and an outer periphery 6x of the holder 6. In the present invention, the shape of the fixing means of the semiconductor laser 2 is not limited to the shape shown in FIG. 1, and various shapes can be used.
[0045]
In the above description, the emitted light of the semiconductor laser is used for the temporary bonding of the collimator lens. The present invention is not limited to the semiconductor laser, and the temporary bonding of the collimator lens can be performed by using the light emitted from a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode (LED).
[0046]
Further, the semiconductor light emitting device of the present invention, the following in the light emitting layer,
In x Al y Ga 1-x -y N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y <1), can be applied to nitride-based semiconductor light-emitting device using.
[0047]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example of a waveform of light emitted from the semiconductor laser 1. In this example, the semiconductor laser 1 is pulse-oscillated to form emitted light having an on-off pulse waveform. As described above, since the light emitted by the pulse oscillation is irradiated onto the adhesive and the holder is temporarily or permanently bonded to the fixing means, the position of the lens can be accurately adjusted.
[0048]
In the present invention, as the combination of the material of the adhesive and the wavelength of the light to be irradiated for photocuring the adhesive, in the actual bonding, an adhesive of a material different from that of the temporary bonding is used, and the light having a wavelength different from that of the temporary bonding is used. Can be used to make the adhesive light-cured. For example, the temporary bonding is performed with visible light of the semiconductor light emitting element, and the final bonding is performed with ultraviolet light. At this time, the curing wavelength band of the adhesive that cures with ultraviolet light is set to 350 to 380 nm, and the curing wavelength band of the adhesive that cures with visible light is set to 380 to 800 nm.
[0049]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of the wavelength of light applied to light cure the adhesive. (A) is a light intensity characteristic, (b) is the figure which expanded the characteristic of (a) partially. A waveform I in (a) is a waveform when power is applied to the semiconductor laser so as to output laser light having a value equal to or less than the oscillation threshold, and LED light is emitted. The wavelength of the laser light is 400 nm.
[0050]
At this time, the LED light has a broad light intensity distribution as shown in the enlarged view (b), and thus has a weak light intensity of 380 nm or less. In the embodiment of the present invention, the first adhesive a is applied between the holder and the fixing means. Next, power equal to or lower than the oscillation threshold is applied to the semiconductor laser to emit LED light. Using this light, the holder and the fixing means are temporarily bonded. After the position adjustment, the film is irradiated with 365 nm by an ultraviolet light irradiation device, and is permanently bonded. In this case, the adhesive a to be temporarily bonded is permanently bonded as it is. The adhesive a is cured by ultraviolet light.
[0051]
Another embodiment using the light intensity characteristic as shown in FIG. 5 will be described. First, an adhesive b that cures with visible light is applied between the holder and the fixing means. Next, power equal to or lower than the oscillation threshold is applied to the semiconductor laser to emit LED light. Using this light, the holder and the fixing means are temporarily bonded. After the position adjustment, the adhesive a that is cured by the ultraviolet light is applied to a position different from the position of the adhesive b. Then, power equal to or higher than the oscillation threshold value is supplied to the semiconductor laser to emit a laser beam, and the semiconductor laser is permanently bonded with the adhesive a. In this embodiment, a semiconductor laser that emits ultraviolet light of about 370 nm is used for the final bonding. As described above, in a configuration in which external light is not used for photocuring, there is an advantage that bonding can be performed in a place where light does not reach from the outside. For example, an adhesive may be applied to the V-groove described with reference to FIG. 3 to fix the holder and the fixing means.
[0052]
In another embodiment of the present invention, the time for photo-curing the adhesive is set to be longer for the main bonding than for the temporary bonding. For example, the light curing time of the temporary bonding is 5 seconds, and the light curing time of the final bonding is 10 seconds. As described above, since the time for photo-curing by the permanent bonding is set to be longer than the time for the temporary bonding, the holder can be fixed to the fixing means with sufficient strength.
[0053]
In the embodiment of the present invention, it is most preferable to irradiate light having a wavelength for main bonding to a portion of the adhesive provided for temporary bonding. In this case, an adhesive having a higher degree of curing with respect to the wavelength for final bonding than the wavelength for temporary bonding is used. However, in the embodiment of the present invention, the same adhesive may be provided at a location different from the location of the adhesive provided for the temporary bonding, and the light of the wavelength for the final bonding may be irradiated.
[0054]
As described above, in the embodiment of the present invention, (1) the material of the adhesive is any one of a material that cures with ultraviolet light, a material that cures with visible light, and a material that cures with heat (2) the adhesive is cured The means may be a semiconductor light emitting element (laser light), external light having a different wavelength from the laser light, or thermosetting. (3) Whether the position where the adhesive is applied is the same or different between the temporary bonding and the actual bonding (4) Optimal position adjustment can be performed by appropriately selecting each of the options of the irradiation time of light for curing the adhesive between the temporary bonding and the main bonding between the temporary bonding and the main bonding. At this time, as a concept that can include all of the options, "when the temporary bonding and the real bonding are compared, the degree of hardening by the real bonding is higher".
[0055]
In the above description, the lens is a collimator lens. However, the lens applied in the present invention is not limited to a collimator lens. For example, a condenser lens and a cylindrical lens can be included. That is, the present invention is directed to a "lens for forming a laser beam including parallel and condensed light" as a collective term when these lenses are grouped together.
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to accurately adjust the position of a lens with respect to a semiconductor light emitting element in the optical axis direction without causing an error caused by processing accuracy of a component as in the related art. it can. Also, when the holder holding the lens is temporarily bonded to the fixing base, the light emitted from the semiconductor light emitting element built into the apparatus, which is fixed to the fixing base and used as various optical devices, without using an external light source, is used. As a result, the cost can be saved, the use efficiency of the semiconductor light emitting element can be improved, and the position of the lens can be adjusted with a simple configuration. Further, the processing time can be reduced. As the semiconductor light-emitting element, the light-emitting layer, In x Al y Ga 1- x-y N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y <1), since it uses a nitride semiconductor light emitting device using, The holder can be temporarily bonded to the fixing base by applying an adhesive mixed with a photosensitive agent having sensitivity to the emission wavelength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a holder and a tool.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a configuration according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a pulse waveform.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing light intensity characteristics.
FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of an optical axis direction adjusting method of a conventional collimator lens.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser 2 ... Lead terminal 3 ... Fixed base 3a ... Inner wall 4 ... Space part 5 ... Collimator lens 6 ... Holder 6a ... Hollow part 7 ... Groove 8 Adhesive 10 Semiconductor laser 11 Lead terminal 12 Fixed frame 13 Opening 14 Screw part 15 Collimator lens 16 Holder 17 ..Screw part 18 hollow part 20 tool 21 handle 22 rod 23 thin blade part 24 V-shaped groove 25 mounting plate

Claims (12)

(1)溝が設けられておりレンズを保持するホルダを半導体発光素子から離間した所定位置に配置する段階、
(2)工具の先端に形成されている薄刃部を前記溝に当接させて前記ホルダを光軸方向に移動させる段階、
(3)前記半導体発光素子に対して前記レンズの光軸方向の位置が最適位置のところで前記ホルダの移動を停止させ、工具を僅かに後進させる段階、
(4)発光波長に感度を有する感光剤を混入した接着剤を、前記ホルダと前記半導体発光素子の固定手段との間に塗布する段階、
(5)前記半導体発光素子を発光させて前記接着剤に出射光を照射し、前記接着剤を仮接着させて前記ホルダを前記固定手段に仮止めする段階、
(6)前記工具を前記溝から引き抜く段階、
(7)前記接着剤を本接着させて前記ホルダを前記固定手段に強固に固定する段階、
からなることを特徴とする、レンズの光軸方向調整方法。
(1) arranging a holder provided with a groove and holding a lens at a predetermined position separated from the semiconductor light emitting element;
(2) moving the holder in the optical axis direction by bringing a thin blade portion formed at the tip of the tool into contact with the groove;
(3) stopping the movement of the holder when the position of the lens in the optical axis direction with respect to the semiconductor light emitting element is at an optimum position, and slightly moving the tool backward;
(4) applying an adhesive mixed with a photosensitive agent sensitive to an emission wavelength between the holder and the fixing means of the semiconductor light emitting element;
(5) causing the semiconductor light-emitting element to emit light, irradiating the adhesive with outgoing light, temporarily bonding the adhesive, and temporarily fixing the holder to the fixing means;
(6) extracting the tool from the groove;
(7) firmly fixing the holder to the fixing means by permanently bonding the adhesive;
A method for adjusting the direction of the optical axis of a lens, comprising:
前記接着剤の本接着は、
(8)前記接着剤又は前記接着剤とは種類の異なる接着剤を前記ホルダと前記固定手段との間に再度塗布する段階、
(9)当該接着剤を光硬化させて行う段階
とを含むことを特徴とする、請求項1に記載のレンズの光軸方向調整方法。
The actual bonding of the adhesive is
(8) reapplying the adhesive or an adhesive different from the adhesive between the holder and the fixing means;
(9) The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 1, further comprising the step of: curing the adhesive with light.
前記接着剤の仮接着は、当該接着剤を光硬化させて行うことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のレンズの光軸方向調整方法。The method according to claim 1, wherein the temporary bonding of the adhesive is performed by light-curing the adhesive. 当該接着剤を光硬化させる時間は、仮接着よりも本接着の方を長く設定したことを特徴とする、請求項3に記載のレンズの光軸方向調整方法。4. The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 3, wherein the time for photo-curing the adhesive is set to be longer for permanent bonding than for temporary bonding. 前記接着剤の光硬化は、前記半導体発光素子の出射光を前記接着剤に照射して行うことを特徴とする、請求項2ないし請求項4のいずれかに記載のレンズの光軸方向調整方法。The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to any one of claims 2 to 4, wherein the photo-curing of the adhesive is performed by irradiating the adhesive with light emitted from the semiconductor light emitting element. . 前記半導体発光素子の出射光はパルス発振による出射光であることを特徴とする、請求項5に記載のレンズの光軸方向調整方法。The method according to claim 5, wherein the light emitted from the semiconductor light emitting element is light emitted by pulse oscillation. 前記接着剤の光硬化は、前記半導体発光素子とは異なる他の光源の出射光を前記接着剤に照射して行うことを特徴とする、請求項3に記載のレンズの光軸方向調整方法。The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 3, wherein the light curing of the adhesive is performed by irradiating light emitted from another light source different from the semiconductor light emitting element to the adhesive. 前記接着剤の本接着は、前記仮接着させた接着剤を熱硬化させて行うことを特徴とする、請求項1に記載のレンズの光軸方向調整方法。The method according to claim 1, wherein the actual bonding of the adhesive is performed by thermally curing the temporarily bonded adhesive. 前記接着剤を本接着したときの硬化度は、接着剤を仮接着したときの硬化度よりも大きくしたことを特徴とする、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のレンズの光軸方向調整方法。9. The optical axis of the lens according to claim 1, wherein the degree of curing when the adhesive is fully bonded is larger than the degree of curing when the adhesive is temporarily bonded. Direction adjustment method. 前記半導体発光素子は、発光層に次の
InAlGa1−x−yN(0≦x、0≦y、x+y<1)
を用いる窒化物系半導体発光素子であることを特徴とする、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のレンズの光軸方向調整方法。
The semiconductor light emitting element of the next to the light-emitting layer In x Al y Ga 1-x -y N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y <1)
The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 1, wherein the method is a nitride-based semiconductor light emitting device using
前記レンズの載置板に断面視V字状の溝を設け、当該溝に沿って前記レンズを移動させることを特徴とする、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のレンズの光軸方向調整方法。The optical axis of the lens according to claim 1, wherein a groove having a V-shaped cross section is provided on the mounting plate of the lens, and the lens is moved along the groove. Direction adjustment method. 前記レンズをコリメータレンズとしたことを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のレンズの光軸方向調整方法。The method for adjusting the optical axis direction of a lens according to claim 1, wherein the lens is a collimator lens.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012020796A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 株式会社オプトエレクトロニクス Optical detecting device, optical device, optical information reading device, and light source affixing method
CN104950411A (en) * 2014-03-31 2015-09-30 株式会社电装 Product having a plurality of components fixed to each other by an adhesive
JP2017107230A (en) * 2017-02-20 2017-06-15 株式会社デンソー Method of manufacturing product including a plurality of components fixed together with adhesive, and assembling and fixing method of parts
JP2020107836A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 浜松ホトニクス株式会社 Light source unit, projection display device, and method for manufacturing light source unit
US11297211B2 (en) 2018-06-20 2022-04-05 Olympus Corporation Endoscope distal end structure and endoscope

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012020796A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 株式会社オプトエレクトロニクス Optical detecting device, optical device, optical information reading device, and light source affixing method
US8654425B2 (en) 2010-08-13 2014-02-18 Optoelectronics Co., Ltd. Optical detection device, optical device, optical information reading device, and light source fixing method
CN104950411A (en) * 2014-03-31 2015-09-30 株式会社电装 Product having a plurality of components fixed to each other by an adhesive
JP2015194635A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社デンソー Product including a plurality of components stuck together with adhesive
US9802386B2 (en) 2014-03-31 2017-10-31 Denso Corporation Product having plurality of components fixed to each other by adhesive
CN104950411B (en) * 2014-03-31 2019-06-21 株式会社电装 Product with the multiple components being fixed to one another by adhesive
JP2017107230A (en) * 2017-02-20 2017-06-15 株式会社デンソー Method of manufacturing product including a plurality of components fixed together with adhesive, and assembling and fixing method of parts
US11297211B2 (en) 2018-06-20 2022-04-05 Olympus Corporation Endoscope distal end structure and endoscope
JP2020107836A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 浜松ホトニクス株式会社 Light source unit, projection display device, and method for manufacturing light source unit
JP7237578B2 (en) 2018-12-28 2023-03-13 浜松ホトニクス株式会社 Light source unit, projection display device, method for manufacturing light source unit
US11635674B2 (en) 2018-12-28 2023-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Light source unit, projection display device, and method for manufacturing light source unit

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